気密パッケージ
気密パッケージングに関するガイドへようこそ。気密パッケージングは、繊細な電子機器や材料を保護するための重要な技術です。信頼性と性能が重要な産業では、気密封止の原理と利点を理解することが不可欠です。気密性の課題に対する信頼性の高いソリューションをお探しの方や、ハーメチックシールが次世代のイノベーションに貢献できるか確認したい方向けに、このガイドでは、その定義、重要性、さまざまな種類、実際の応用例について詳しく説明しています。
気密パッケージとは 気密封止とは
気密パッケージまたは気密封止は、主に電子機器のパッケージに使用され、真空気密ハウジング内の電気部品、オプトエレクトロニックチップ、半導体などの高感度な部品を保護します。また、電気アセンブリやシステム全体を保護したり、電気化学物質や火工材料を封入することも可能です。その主な機能は、水分や埃、汚染物質を遮断しながら、電力や光信号を伝送することです。気密パッケージングとは、使用されるプロセスとコンポーネントの両方を指します。一方、気密封止は、気密接合を形成するために使用される封止ガラスや金属はんだなどの材料を指す場合もあります。
目的と利点
気密パッケージの利点
気密パッケージ、フィードスルー、ヘッダー、コネクターは、要求の厳しい環境下で繊細な電子機器や材料を保護するために広く使用され、信頼性と安全性を確保します。また、多くの用途で性能と効率を向上させることで、イノベーションを促進します。
信頼性にすぐれた防湿性
気密封止は、水分、ガス、汚染物質の侵入に対して最高レベルの保護を提供します。気密性の高い筐体を作ることで、キャビティ内の結露を防止し、短絡や腐食、損傷につながる可能性を防ぎます。真の真空バリアと安定した内部雰囲気だけが、結露を効果的に防止することができます。
過酷な動作条件下での堅牢性
高温、高圧、または過酷な化学環境下での用途では、有機材料を使用した非気密封止では機能しないため、気密性が不可欠となることがよくあります。
長期にわたる信頼性と安全性
気密パッケージは、特に医療用インプラントや航空宇宙用途など、修理や交換が難しい環境において、部品の長寿命化と安全性の確保を実現します。
優れた設計とコスト効率
革新的な気密封止設計は、より小型で軽量、加工が容易で、非気密の代替品よりも優れたコストパフォーマンスを実現します。
パフォーマンスの向上
気密性は、特に高速または高周波信号伝送に関連する用途において、封入されたコンポーネント、アセンブリ、またはシステムの性能を向上させる上で重要な要素となります。
神経科学の専門家Claude Clément氏が気密パッケージについて解説するビデオをご覧ください
事例および用途
気密パッケージの用途事例
自動車や航空宇宙、バッテリー、家電、エネルギー、産業用オートメーション、医療機器、オプトエレクトロニクス、セキュリティおよび防衛など、さまざまな市場や業界における用途の代表事例をご覧ください。
気密 vs 非気密
気密パッケージと非気密パッケージの違い
「ハーメチック（気密）」という用語は「空気を遮断する」という意味と混同されることが多いですが、厳しい条件でも持続する耐久性のある気密封止を指します。ガラス、金属、セラミックなどの無機材料を使用して作られた筐体と封止のみが、ほぼゼロの透過性を備えているため、真の気密性を提供できます。一方、有機ポリマーやエポキシは本質的に非気密性です。特定の種類の電子パッケージに一般的に使用されていますが、時間の経過とともに湿気が浸透します。これは、信頼性の問題やシステム故障につながる可能性があります。
気密型または非気密型の選択は、封入された部品の感度、安全性、性能、耐久性の要件、動作条件によって決まります。
技術と種類
気密パッケージの種類
一部の用語は置き換え可能ですが、ここでは一般的な気密パッケージの形式と典型的な用語の概要を説明します。気密パッケージまたはハウジングは、電子機器、センサー、回路などの高感度な部品を保護するために設計された筐体です。パッケージは外装として機能し、内部空間を気密性を維持し、長期にわたる信頼性を確保します。ヘッダー、コネクター、フィードスルー、光学ウィンドウは、パッケージの一部となり、気密性を維持したまま信号伝送や電力伝送を可能にします。リッドは、パッケージを確実に封止するためによく使用されます。これらの要素を組み合わせることで、幅広い用途に対応する完全な気密ソリューションが実現します。
気密コネクターは接続ポイントとして機能し、電気信号または光信号をデバイス間で転送します。通常、これらのコネクターは、接続および取り外し可能なオス型とメス型の部品で構成されています。気密コネクターは、定期的にプラグの抜き差しが必要な部品を備えたシステムに、漏れのない密閉接続を提供します。
パススルーまたはリードスルーとも呼ばれるフィードスルーは、気密性を損なうことなく電気信号または光信号を通過させます。これらは通常、筐体の一部であり、信号や電力を外部から真空チャンバーや高圧システムなどの密閉空間に伝送させる役割を果たします。一度組み込むと、通常は取り外すことはありません。
ヘッダーは、気密パッケージの内部から外部への電気的接続を可能にするという点で、フィードスルーと類似しています。しかし、ヘッダーには部品組み立て用の追加の実装面があり、パッケージ設計の重要な部品となっています。半導体パッケージ、センサー、オプトエレクトロニクス用途で一般的に使用されるヘッダーは、内部回路の封止接続を確保すると同時に、部品を一体化するためのベースとなります。
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